수파투영장치를 이용한 파동 실험

수파투영장치를 이용한 파동 실험 1조 20071397 김정수 1. 목적 파동(wave)은 떠는 물리량의 크기가 시간이 지나면서 공간상으로 진행해나가는 것을 가리킨다. 파동에는 떠는 물리량에 따라서 탄성파 (elastic wave, 떠는 양은 변형), 수면파 (surface wave, 물분자의 변위), 소리 또는 초음파 (sound or ultrasound, 매질의 밀도), 전자기파 (electromagnetic wave) 등이 있다. 또, 떠는 방향에 따라서는 횡파 (transverse wave, 떠는 방향이 파동의 진향방향과 수직일 때)과 종파 (longitudinal wave, 떠는 방향이 파동의 진행방향과 평행일 때) 으로 나눈다. 파동을 기술할 때는, 떨림의 형태가 반복되는 거리인 파장 (wavelength)와 주파수 (frequency)를 사용하기도 한다. 파동의 속력은 파장과 떨기수의 곱과 같다. 파동은 진행경로의 도중에 장애물이 있으면 진행방향을 바꾼다. 대표적인 예로 반사 (reflection)와 굴절 (refraction)이 있다. 그러나 장애물의 크기나, 장애물에 뚫린 구멍의 크기가 파동의 파장에 가깝게 작아지면 회절 (diffraction)라고 부르는 파동 특유의 현상이 나타난다. 또한, 서로 다른 경로를 거친 파동이 합치게 되면 간섭 (interference)현상이 나타나는데, 간섭현상을 보이기 위해서는 겹치는 파동의 위상관계가 시간에 따라 변하지 않는 결맞는 (coherent) 파동이어야 한다. 이 실험에서는 수면파 장치를 사용하여 결맞는 파동을 발생시키고, 그 진행 특성과 간섭효과를 조사한다. 2. 기본원리 진폭 , 진동수 가 같고, 경로차가 인 두 개의 파동 (1) (2) 을 중첩하면, 합성파는 다음과 같다. (3) 여기서 는 전파상수이며, 는 파장이다. 이 합성파의 진폭이 최대가 될 때에는 (4) h 점파원 1 점파원 2 두 파동의 합성 의 관계가 성립하며, 그림과 식 (4)는 (5) …
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